3.2 PLC的基本组成及工作原理（课件）-高一《电器及PLC控制技术》同步精品课堂（高教版·第3版)

《电器及PLC控制技术》（第3版） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第3章 PLC的基本概况 3.2 PLC 的基本组成及工作原理 导入情景 01 下图所示的是plc的基本结构 知识目标 1.了解PLC的基本组成，包括CPU、I/O模块、通信接口等组成部分。 2.理解PLC的编程方式和语言，如梯形图、指令列表、结构化文本等。 3.掌握PLC的工作原理，包括输入信号的采集、用户程序的执行、输出信号的控制等。 能力目标 1.可根据PLC的工作原理，合理选择适用的编程方式和语言进行应用程序的开发。 2.能够根据实际需求，进行PLC的硬件组成配置和I/O地址的分配。 3.能够分析PLC执行用户程序的过程，理解输入信号处理、程序逻辑控制和输出信号控制的关系。 情感目标 1.培养对PLC技术的兴趣和好奇心，激发学习的主动性和积极性。 2.培养学生的团队合作意识，通过小组合作探索和解决PLC应用问题。 3.培养学生的实践能力和创新思维，鼓励他们在PLC应用中提出新的想法和解决方案。 三维目标 新知学习 02 一、PLC的基本组成 PLC 主要由中央处理单元(CPU),存储器(RAMROM),输入/输出单元(I/0),电源等组成,如图 3-3 所示。 新知学习 02 1.中央处理单元(CPU) 中央处理单元是 PLC 的核心,主要采用通用微处理器、单片机,以及双极位片式微处理器也有采用厂家自行设计的专用芯片。 一般小型 PLC的 CPU 多采用单片机或专用 CPU,大型 PLC 多采用位片式结构。PLC 的档次越高,CPU 的位数也越多,系统处理的信息量越大,运算的速度越快,指令功能越强。CPU 完成的主要任务是从存储器中读取指令,执行指令,准备下一条指令,处理中断,输出控制信号。 2.存储器 PLC 内部配有两种存储器:系统程序存储器和用户程序存储器。系统存储器用于存放 PLC内部系统的管理程序,是由生产厂家编写并固化在 ROM 中的程序。用户程序存储器用于存放用户程序。用户程序是指 PLC 的使用者根据生产工艺和控制要求,采用 PLC 编程语言编写的程序,固化在 RAM 中,允许修改。PLC 采用程序步衡量用户程序存储器的容量，一个程序步即是一个字(一般为两个字节).占一个地址单元。例如,一个内存容量为 1 000 步的 PLC,可知其内存为 2 KB。PLC 的指令不同,所占的程序步也不同,一般逻辑指令(如 LDOR、LDI、AND 等)占一个程序步,一些功能强的指令所占的程序步也多一些(如 MCR 占两个程序步,MC 占三个程序步)。程序从第 0步开始根据不同的机型,可达8 000~16 000 步。 一、PLC的基本组成 切削运动分析： 新知学习 02 3.输入/输出单元(I/O 单元) 由于实际生产过程中的信号是多种多样的,控制系统所要配置的执行机构也有多种类型而 PLC 的 CPU 所处理的信号只能是标准电平,为了使 PLC 能直接用于控制系统,必须设计 I/O单元。I/O 单元是 PLC 与被控对象间传递输入/输出信号的接口部件,在模块式 PLC 中采用的是模块式 I/O部件。I/O 单元的作用还有电隔离和滤波等。有了 I/O 单元就可以将各种开关按钮和传感器等直接接到 PLC 输入端,也可以将各种执行机构(如电磁阀、继电器、接触器等)直接接到 PLC 的输出端,它们可以是用直流、交流或高电压、低电压信号驱动的机构,也可以是用电流驱动的执行机构。 4.通信接口 PLC 带有各种通信接口,用于和外部设备连接,实现通信功能,如连接编程器、打印机。同时,通信接口实现了 PLC 之间、计算机和 PLC 之间的通信功能,使 PLC 可以应用于各种类型的工业控制系统中。 一、PLC的基本组成 切削运动分析： 新知学习 02 5.扩展接口 当PLC 的硬件或软件资源不能满足需求时,PLC 通过扩展接口与外部专用设备连接,实现资源及功能扩展。如连接 I/O 模块实现 I/O接口端扩展,连接模拟量的 I/O 模块PID 过程控制模块、温度控制模块可实现 PLC 控制功能的扩展。 6.电源单元 PLC 的供电电源一般为市电,也有用 24 V 电源供电的。PLC 对电源的稳定度要求不高，般允许电源在电压额定值:(15% ~10%)的范围内波动。其 CPU 单元和 I/O 单元由 PLC 内部的稳压电源供电,小型的 PLC 电源和 CPU 单元是一体的,中大型的 PLC 都有专门的电源单元有些 PLC 的电源部分还有 DC 24 V 输出用于对外部传感器供电但电流是毫安级。 一、PLC的基本组成